Читать онлайн «Физика. В 5-ти книгах. Книга 4. Колебания и волны. Оптика»

Производные единицы СИ электрических, магнитных и световых величин. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 III. Постоянные некоторых веществ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 Предметный указатель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252  ПРЕДИСЛОВИЕ Основу настоящего курса физики составляют лекции, читаемые автором слушателям Института криптографии, связи и информатики Академии ФСБ России. В данной книге излагается материал разделов курса «Колебания и волны» и «Оптика». Подробно рассматриваются колебательные процессы в электрических цепях: гармонические, за- тухающие и вынужденные электрические колебания, переменный ток. Излагаются основы методов расчета цепей переменного тока: методы векторных диаграмм и комплексных амплитуд. Главные физические понятия и определения учения о волнах, при- меняемый для описания волновых процессов математический аппарат излагаются на примере упругих волн. На этой основе анализируются характеристики и свойства электромагнитных волн и дипольного излу- чения. Главы книги, посвященные оптике, включают четыре основные раздела — интерференцию, дифракцию, поляризацию и взаимодей- ствие света с веществом (дисперсию). С точки зрения математического аппарата основные результаты волновой оптики получены методами функций действительной переменной. При этом широко используется метод векторных диаграмм, что позволяет избежать привлечения ком- плексных чисел, добиться наглядности и доступности изложения. В книге имеется приложение, в которое включены только опре- деления физических понятий, формулировки законов и соответству- ющие математические формулы излагаемых разделов курса физики. Структура приложения отражает логику содержания основного текста книги. Оно полезно как при первом чтении книги, так и в процессе ее повторения. Разделы курса физики, составляющие содержание данной книги, являются важной составной частью профессионального образования специалистов в области вычислительной техники и радиотехники. ГЛАВА I ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ § 1. Гармонические колебания Классификация колебаний. Электрические колебания представ- ляют собой движение электрических зарядов, которое повторяется через определенные или почти определенные промежутки времени. Так, если к обкладкам заряженного конденсатора подключить катуш- ку индуктивности, начнется периодически повторяющееся перетекание зарядов с одной обкладки на другую и обратно. Колебательным контуром называется электрическая цепь, обла- дающая емкостью и индуктивностью, то есть цепь, имеющая в своем составе помимо прочих элементов конденсатор и катушку индуктив- ности (или несколько конденсаторов и катушек). Наличие емкости и индуктивности является необходимым условием возникновения соб- ственных электрических колебаний в цепи. Следует заметить, что любой проводник и любая электрическая цепь, не предназначенные специально для создания и поддержания электрических колебаний, обладают некоторой емкостью и некоторой индуктивностью.